三維機織復(fù)合材料濕擴散性能與細觀分析.pdf

1、聚合物基復(fù)合材料具有優(yōu)越的綜合性能，但在溫、濕環(huán)境下其基體會塑化或產(chǎn)生微尺度損傷，降低材料的力學(xué)性能。因此濕擴散性能將是設(shè)計評估復(fù)合材料耐久性的一個重要指標(biāo)。本文實驗和理論研究了一種三維機織復(fù)合材料的濕擴散過程，建立了其濕擴散的有限元模型和理論模型。
　　首先，在實驗室制備了相同材料體系的純樹脂、單向復(fù)合材料、三維機織復(fù)合材料試件，通過吸濕實驗獲得了它們的吸濕增重曲線。利用Fick定律和Langmuir方程反推出了純樹脂與單向復(fù)合

2、材料的濕擴散系數(shù)，并將它們與通過二相擴散模型得到的濕擴散系數(shù)進行了對比，證實了界面相對擴散的促進作用，并推導(dǎo)了包含界面相的新的擴散系數(shù)推導(dǎo)公式。
　　隨后，在商用有限元軟件ABAQUS中建立了考慮內(nèi)部編織結(jié)構(gòu)的三維機織復(fù)合材料的有限元模型。分別從純樹脂、單向復(fù)合材料的實驗數(shù)據(jù)中提取出了三維機織復(fù)合材料模型中富樹脂區(qū)與纖維束的濕擴散參數(shù)。同時利用ABAQUS的自定義子程序USDFLD，成功模擬了二階段現(xiàn)象，這也是有限元方法與Lang